PENDAHULUAN

Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
PENDAHULUAN
A. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar
Bahan ajar “Dasar-dasar Kelistrikan” dirancang untuk pelaksanaan
pembelajaran mandiri tanpa kehadiran guru atau pembelajaran
klasikal. Apabila digunakan pada pembelajaran mandiri, ikutilah
petunjuk berikut agar memudahkan dalam mempelajarinya.
1. Pahami tujuan umum pembelajaran (TUP) dari bahan ajar dan
tujuan khusus pembelajaran (TKP) kegiatan belajar, agar dapat
mengukur ketercapaian pembelajarannya.
2. Pelajari materi kegiatan belajar dengan seksama sesuai dengan
selera, situasi dan kondisi yang dikehendaki.
3. Jika dirasa telah paham dengan materi yang dipelajari, kerjakan
latihan yang ada pada kegiatan belajar.
4. Cocokkan hasil pekerjaan latihan dengan kunci jawaban latihan
yang tersedia di belakang soal latihan.
5. Jika ada yang belum sesuai antara hasil pekerjaan latihan dengan
kunci jawaban, pelajari kembali materi dari soal latihan yang belum
terjawab dengan benar tadi, kemudian coba lagi mengerjakan soal
latihannya hingga jawabannya benar.
6. Setelah semua soal latihan terjawab dengan benar, kerjakanlah
soal tesnya.
7. Cocokkan hasil pengerjaan soal tes dengan kunci jawaban yang
tersedia pada bagian akhir dari bahan ajar ini.
8. Jika ada yang belum sesuai antara hasil pengerjaan soal tes
dengan kunci jawaban, ulangi kembali mengerjakan soal tersebut
sampai jawabannya benar.
9. Selama mempelajari isi bahan ajar ini, diperkenankan
menggunakan referensi lain atau minta keterangan dari teman
sejawat atau guru pembimbing.
10. Setelah menyelesaikan semua aktifitas pembelajaran dan dirasa
telah menguasai materi sesuai dengan tujuan pembelajaran,
disarankan menemui guru pembimbing untuk tindak lanjutnya.
1
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
B. Deskripsi Isi Modul
Bahan ajar “Dasar-dasar Kelistrikan” ini dirancang dengan susunan
sebagai berikut :
1. Listrik dan Hukum Ohm
2. Rangkaian Listrik.
3. Magnet dan Induksi.
4. Pengujian Rangkaian Listrik dan Induksi Listrik.
C. Prasyarat
Untuk memudahkan dalam mempelajari bahan ajar “Dasar-dasar
Kelistrikan” ini, maka anda harus menguasai bahan ajar “Matematika
Dasar” antara lain meliputi hitungan pecahan dan pembacaan skala
atau divisi.
D. Tujuan Umum Pembelajaran
Setelah mempelajari bahan ajar ini, peserta dapat :
1. Menjelaskan pengertian listrik dan hukum Ohm.
2. Menjelaskan pengertian magnet dan induksi.
3. Menjelaskan jenis dan karakteristik rangkaian kelistrikan.
4. Membuktikan magnet dan induksi listrik.
5. Membuktikan hukum Ohm melalui percobaan.
2
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
KEGIATAN BELAJAR 1 :
LISTRIK DAN HUKUM OHM
A. Tujuan Khusus Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 1, peserta dapat :
1. Menjelaskan pengertian listrik.
2. Menjelaskan pengertian arus, tegangan, dan tahanan.
3. Menjelaskan hukum Ohm.
B. Materi Pembelajaran
Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada
sebuah penghantar. Untuk memahami dan mengerti tentang listrik,
maka terlebih dahulu harus memahami bagian benda terkecil yakni
atom. Semua jenis benda baik dalam bentuk padat, cair maupun gas
terbentuk dari atom-atom yang terdiri dari proton, neutron, dan
elektron. Proton dan neutron tergabung menjadi inti atom dan
bermuatan positif, sedangkan elektron berada pada bagian luar,
mengelilingi inti aton dan bermuatan neagtif. Elektron yang letaknya
paling jauh disebut elektron bebas atau elektron valensi. Elektron
bebas ini mempunyai ikatan yang sangat lemah terhadap inti, oleh
karena itu elektron bebas ini mempunyai sifat yang tidak stabil dan
mudah dipengaruhi oleh elektron lain. Apabila elektron suatu atom
terlepas dari orbitnya, maka atom tersebut akan bermuatan positif.
Sebaliknya apabila atom tersebut dapat penambahan elektron bebas
maka atom tersebut akan bermuatan negatif.
Atom yang paling sederhana adalah atom hidrogen, atom ini
mempunyai satu elektron yang mengelilingi satu proton.
Proton
Elektron
Gambar 1. Atom hidrogen
3
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Di bawah ini digambarkan atom karbon dan atom tembaga.
Gambar 2. Atom karbon
K
L
M
N
Gambar 3. Atom tembaga
Atom karbon pada gambar di atas mempunyai 6 proton dan 6 neutron.
Inti atom ini dikelilingi 2 elektron pada orbit pertama, dan pada orbit
kedua terdapat 4 elektron. dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
atom karbon mempunyai 4 elektron bebas. Sedangkan atom tembaga
mempunyai inti yang terdiri dari 29 proton dan 29 neutron. Inti atom ini
dikelilingi elektron-elektron yang beredar pada orbitnya dan
membentuk lapisan. Lapisan-lapisan ini diberi identifikasi dengan
huruf, lapisan paling dalam K, lapisan kedua L, lapisan ketiga M, dan
lapisan keempat N.
Pada lapisan K terdapat 2 buah elektron, pada lapisan L terdapat 8
elektron, pada lapisan M terdapat 18 elektron, dan pada lapisan N
4
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
terdapat hanya 1 elektron.. karena elektron bebas atom tembaga
jumlahnya lebih sedikit dibanding dengan elektron bebas pada atom
karbon, maka elektron bebas tembaga ini mempunyai ikatan yang
lebih lemah dari intinya, sehingga elektron bebas pada tembaga lebih
mudah berpindah dari satu atom ke atom lainnya. Hal inilah yang
menyebabkan tembaga menjadi penghantar listrik yang sangat baik.
1. Macam-macam Listrik
Secara garis besar listrik dapat dibedakan dalam dua jenis yakni
listrik statis dan listrik dinamis, sedangkan listrik dinamis dapat
dibedakan menjadi dua macam yakni listrik arus searah (Direct
Current) dan listrik arus bolak-balik (Alternating Current).
a. Listrik statis
Apabila dua buah konduktor yang berbeda muatan digosokgosokkan, maka muatan listrik pada konduktor tersebut akan
berkumpul pada permukaan konduktor tersebut.. Jika kedua
konduktor didekatkan maka akan tarik menarik, tetapi tidak
terjadi perpindahan elektron.
Contoh : Bila kain sutera digosok-gosokkan pada sebatang
kaca, maka elektron kain sutera tersebut akan berkumpul pada
permukaannya. Begitu juga dengan ion-ion positif pada batang
kaca, ion-ion positif ini akan berkumpul pada permukaan
batang kaca. Apabila kedua benda tersebut didekatkan, maka
akan terjadi tarik-menarik, seperti diperlihatkan pada gambar
berikut.
Batangan kaca
Timbul arus
listrik
Kain sutera
Gambar 4. Listrik statis
5
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
b. Listrik dinamis
Berbeda dengan listrik statis, listrik dinamis merupakan gerakan
elektron dari satu atom ke atom lain dalam suatu penghantar.
Bila elektron ini bergerak dengan arah tetap, maka disebut
listrik arus searah (direct current) yang biasa disingkat dengan
arus DC. Bila gerakan elektron ini berubah arah secara periodik
maka biasa disebut arus bolak-balik (alternating current) yang
biasa disingkat arus AC.
+
+
0
0
_
G
Gambar 5. Listrik arus searah
Gambar 6. Listrik arus bolak-balik
2. Arus, Tegangan, dan Tahanan Listrik
Saat listrik bekerja, terdapat tiga faktor dasar di dalamnya, yakni :
arus, tegangan, dan tahanan. Ketiga faktor tersebut merupakan
dasar pengertian tentang listrik.
a. Arus listrik
Aliran elektron melalui penghantar disebut arus dan diukur
dalam amper. Satu amper arus listrik adalah gerakan 6,28 X
1018 elektron perdetik dalam sebuah penghantar
Kawat tembaga
6,28 X 1018
elektron perdetik
Satu amper
Gambar 7. Jumlah aliran elektron perdetik
6
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
b. Tegangan listrik
Tegangan adalah tekanan yang menyebabkan aliran listrik
pada sebuah penghantar. Adanya tegangan tergantung pada
perbedaan muatan dari ujung-ujung penghantar. Adanya
tegangan ini dapat diilustrasikan dengan bejana air. Seperti
diperlihatkan pada gambar berikut ini, air akan mengalir dari
bejana A ke bejana B, hal ini dikarenakan air pada bejana A
ditempatkan pada posisi lebih tinggi, sehingga tekanannya lebih
besar dari tekanan air pada bejana B.
Begitu juga halnya dengan tegangan, apabila ujung-ujung
penghantar dihubungkan dengan batere atau generator maka
akan terjadi beda potensial pada kedua ujungnya. Jadi
tegangan adalah daya potensial yang tetap ada walaupun tidak
ada arus. Sebagai contoh pada batere 12 volt, walaupun tidak
ada hubungan terhadap peralatan lain, tegangan tetap ada
walaupun tidak ada arus. Tetapi arus tidak akan ada tanpa
tegangan yang dihasilkan antara dua titik. Apabila muatan pada
terminal bertambah banyak maka tegangannya bertambah
tinggi.
A
Perbedaan ketinggian
permukaan air
Aliran air
B
Gambar 8. Air mengalir karena perbedaan tekanan
Perhatikan gambar berikut ini, generator diibaratkan sebagai
pemompa elektron. Generator akan mensuplai elektron melalui
bola lampu, jika arus listrik yang mengalir pada lampu sebesar
1 amper, maka yang keluarpun tetap 1 amper.
7
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
1 amper
Generator
Lampu
1 amper
Gambar 9. Generator sebagai pembangkit listrik
c. Tahanan listrik
Setiap penghantar memberikan penahanan terhadap aliran
arus listrik, hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor,
antara lain :
1) Tiap-tiap atom menahan perpindahan elektron dan terjadi
perlawanan terhadap inti arah luarnya.
2) Benturan elektron-elektron dan atom tidak terhitung pada
sebuah penghantar. Benturan ini menyebabkan timbulnya
panas pada penghantar. Tahanan diukur dengan satuan
Ohm (Ω). Satu ohm adalah besar tahanan yang akan
mengalirkan arus sebesar 1 amper dengan tegangan
sebesar 1 volt.
Dalam rangkaian listrik terdapat tiga komponen utama yakni
sumber tegangan (batere), tahanan (bola lampu), dan
penghantar seperti kabel tembaga sebagai penghubung
rangkaian.
Alat ukur yang digunakan untuk pemeriksaan rangkaian
listrik adalah :
- Ampermeter, digunakan untuk mengukur besar arus
listrik yang mengalir pada rangkaian dan dipasang
secara serie terhadap beban.
- Volt meter, digunakan untuk mengukur tegangan antara
dua terminal pada rangkaian dan dipasang secara
paralel terhadap beban.
8
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
A
Ampermeter
+
_
V
Batere
Resistor
Volt meter
Gambar 10. Rangkaian dasar kelistrikan
Pada dasarnya ada dua cara untuk menerangkan aliran listrik
pada rangkaian, yakni :
•
Teori konvensional
Arus listrik mengalir dari terminal positif (berpotensial lebih
besar) ke terminal negatif (berpotensial lebih kecil) pada
sebuah rangkaian.
•
Teori elektron
Arus listrik mengalir dari terminal negatif ke terminal positif
pada sebuah rangkaian (yang bergerak adalah elektron).
Kedua cara di atas dapat digunakan, tetapi umumnya
digunakan teori konvensional.
3. Hukum Ohm
Hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus
listrik mengalir pada sebuah penghantar, intensitas arusnya sama
dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan
penghantar.
Hukum Ohm digunakan untuk menentukan besar arus (I),
tegangan (E), dan tahanan (R) dalam sebuah rangkaian.
Hukum Ohm dapat dinyatakan dalam tiga formulasi berbeda
sebagai berikut :
9
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
E=IXR
---------> Volt
E
I = -------R
---------> Amper
E
R = ------I
---------> Ohm (Ω)
Metoda yang sederhana untuk mengingat hubungan ketiga
formulasi tersebut di atas ditunjukkan pada gambar 11. Formula ini
digunakan untuk menghitung Tegangan (E), Arus (I), dan Tahanan
(R) sebagai kuantitas yang belum diketahui, dalam hal ini dua
kuantitas lainnya harus diketahui sebelumnya.
E
I
R
E
I
E
R
=
E
=
I
=
I
R
R
Gambar 11. Cara yang mudah untuk mengingat hukum Ohm.
C. Latihan
1. Jelaskan, apa yang dimaksud dengan listrik ?
2. Sebutkan aplikasi jenis listrik dinamis yang biasa dipakai dalam
kehidupan sehari-hari !
3. Sebutkan elemen yang terkandung dalam sebuah atom !
4. Jelaskan, apa yang dinaksud dengan hukum Ohm ?
5. Jelaskan, apa kegunaan hukum Ohm ?
10
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
D. Rangkuman
1. Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada
sebuah penghantar. Sebuah atom yang memiliki elektron bebas
lebih sedikit, elektron bebasnya mempunyai ikatan yang lebih
lemah dari intinya, sehingga elektron bebas ini lebih mudah
berpindah dari satu atom ke atom lainnya. Hal inilah yang
menyebabkan tembaga menjadi penghantar listrik yang lebih baik
jika dibandingkan dengan karbon.
2. Secara garis besar listrik dapat dibedakan dalam dua jenis yakni
listrik statis dan listrik dinamis, sedangkan listrik dinamis dapat
dibedakan menjadi dua macam yakni listrik arus searah (Direct
Current) dan listrik arus bolak-balik (Alternating Current).
3. Pada dasarnya ada dua cara untuk menerangkan aliran listrik pada
rangkaian, yakni dengan teori konvensional dan teori elektron.
4. Hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus
listrik mengalir pada sebuah penghantar, intensitas arusnya sama
dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan
penghantar. Hukum Ohm digunakan untuk menentukan besar arus
(I), tegangan (E), dan tahanan (R) dalam sebuah rangkaian.
E. Test
Pilih jawaban yang paling tepat pada pernyataan berikut ini !
1. Yang dimaksud dengan listrik adalah :
a. Aliran elektron pada sebuah penghantar
b. Aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada sebuah
penghantar.
c. Aliran atom dan elektron pada sebuah penghantar.
d. Jumlah elektron pada sebuah penghantar
2. Atom yang paling sederhana adalah atom hidrogen, atom ini
mempunyai :
a. Dua elektron mengelilingi satu atom.
b. Satu elektron mengelilingi satu proton.
c. Dua proton mengelilingi satu elektron.
d. Satu proton mengelilingi satu elektron.
11
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
3. Setiap atom terdiri dari :
a. Elektron-elektron.
b. Proton-proton.
c. Proton-elektron.
d. Proton dengan elektron dalam jumlah yamg sama.
4. Penyebab atom bermuatan negatif adalah :
a. Terjadinya perpindahan elektron dari atom tersebut.
b. Bertambahnya elektron pada atom tersebut.
c. Jumlah elekron dan proton sama.
d. Berkurangnya elektron pada atom tersebut.
5. Jumlah elektron yang mengalir pada suatu penghantar yang dialiri
arus 1 (satu) amper/detik adalah :
a. 6,28 X 1018
b. 62,8 X 10,18
c. 62,8 X 1018
d. 6,28 X 10,18
6. Tekanan yang menyebabkan mengalirnya arus listrik pada sebuah
penghantar adalah :
a. Arus
b. Tegangan
c. Tahanan
d. Daya
7. Nilai sebuah tahanan diukur dengan :
a. Volt meter
b. Ohm meter
c. Amper meter
d. Hydrometer
8. Nilai sebuah tahanan pada sebuah penghantar ditentukan oleh
beberapa faktor, antara lain :
a. Diameter kawat penghantar
b. Panjang penghantar
c. Tahanan jenis penghantar
d. Semua jawaban benar.
12
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
9. Hukum Ohm berkaitan dengan :
a. Arus dan tahanan
b. Arus, tahanan, dan tegangan
c. Arus dan tegangan
d. Tahanan dan tegangan
10. Sebuah rangkaian listrik yang paling mendasar harus mempunyai
beberapa unsur, antara lain :
a. Batere dan lampu
b. Batere, lampu, dan saklar
c. Batere, kawat penghubung, dan saklar
d. Batere, kawat penghubung, dan lampu
F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang sedang Anda pelajari merupakan pengetahuan pendukung
terhadap kompetensi “Memperbaiki Kerusakan pada Sistem Kelistrikan
Otomotif”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi :
Kompetensi utama
: 90% - 100%
Kompetensi pendukung : 75%-90&
Kompetensi pelengkap
: 60% - 75%
Maka standar minimal yang ditetapkan untuk penguasaan materi ini
adalah 75.
Bandingkan hasil jawaban tes Anda dengan kunci jawaban yang
terdapat pada bagian akhir bahan ajar ini, kemudian ukurlah hasil
penguasaan yang telah dicapai menggunakan rumus berikut :
Σ Jawaban benar
Tingkat penguasaan = -------------------------- X 100%
Σ Soal
Jika hasil yang diperoleh telah mencapai 75% atau lebih, maka Anda
telah menguasai materi yang dipelajari dan berhak melanjutkan
pembelajaran berikutnya dengan persetujuan guru pembimbing.
Namun jika hasil yang diperoleh belum mencapai 75% Anda masih
harus mengulangi atau mempelajari kembali bahan ajar ini.
13
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
G. Kunci Jawaban Latihan
1. Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada
sebuah penghantar
2. Jenis listrik dinamis yang biasa digunakan dalam kehidupan seharihari adalah listrik arus searah (Direct current) dan listrik arus bolakbalik (alternating current).
3. Elemen yang terkandung dalam sebuah atom adalah Proton,
neutron, dan elektron.
4. Hukum Ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus
listrik mengalir pada sebuah penghantar, intensitas arusnya sama
dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan
penghantar.
5. Kegunaan hukum Ohm adalah untuk menentukan besaran arus (I),
tegangan (E), dan tahanan (R).
14
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
KEGIATAN BELAJAR 2 :
RANGKAIAN LISTRIK
A. Tujuan Khusus Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 2, peserta dapat :
1. Menjelaskan sifat-sifat rangkaian serie, paralel, dan campuran.
2. Menyelesaikan perhitungan pada rangkaian serie, paralel, dan
campuran.
B. Materi Pembelajaran
Pada dasarnya rangkaian kelistrikan dapat dibedakan dalam tiga
katagori yakni : rangkaian serie, rangkaian paralel, dan rangkaian
campuran (serie-paralel)
+ Serie
+ Paralel
+ Serie-paralel
Gambar 12. Jenis rangkaian listrik
1. Rangkaian serie
Rangkaian serie terdiri dari beberapa tahanan (resistor) yang
dihubungkan satu sama lain secara berderet. Pada rangkaian serie
hanya terdapat satu jalur pengaliran arus listrik. Rangkaian serie
mempunyai sifat sebagai berikut :
a. Arus yang mengalir pada tiap bagian rangkaian adalah sama
b. Tahanan total adalah jumlah seluruh tahanan pada rangkaian.
c. Tegangan sumber sama dengan jumlah tegangan pada setiap
bagian rangkaian tersebut.
15
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Sebagai contoh, rangkaian serie berikut ini mempunyai 2 (dua)
buah tahanan, masing-masing 2Ω dan 4Ω yang dihubungkan
dengan sumber tegangan 12 volt.
R1 = 2Ω
+
-
R2 = 4Ω
E = 12 V
Gambar 13. Rangkaian serie dengan dua tahanan
Pada rangkaian serie, jumlah tahanan totalnya dapat dicari dengan
menjumlahkan besar tahanan satu dengan yang lainnya, yakni :
Rtotal = R1 + R2
=2+4
= 6
Sedangkan untuk menentukan besarnya arus yang mengalir adalah
sebagai berikut :
E
I = ------Rt
----->
12
I = ------6
-----> I = 2 amper
Besar tegangan yang diserap oleh masing-masing tahanan adalah :
V1 = R1 X I ----->
V1 = 2 X 2
------> V1 = 4 volt
V2 = R2 X I ----->
V2 = 4 X 2
------> V2 = 8 volt
Tegangan total (Vt) = V1 + V2
------> Vt = 4 + 8 ---> Vt = 12 volt
16
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
2. Rangkaian paralel
Rangkaian paralel paling banyak digunakan dalam kelistrikan mobil.
Pada rangkaian paralel biasanya terdapat beberapa buah tahanan yang
dipasang secara berjajar.
Rangkaian paralel ini mempunyai beberapa sifat, antara lain :
a. Tegangan pada tiap-tiap tahanan sama dengan tegangan
sumber.
b. Besarnya arus yang mengalir pada tiap cabang berbeda, hal ini
tergantung besarnya tahanan yang dipasang dan besarnya arus
total sama dengan jumlah arus yang mengalir pada cabang
rangkaian.
c. Tahanan total sama dengan jumlah kebalikan dari tahanan
bagian-bagian.
Rangkaian di bawah ini mempunyai dua buah tahanan yang
dihubungkan secara paralel, masing-masing R1 = 6 Ω dan R2 = 3 Ω
yang dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.
+
-
R1 = 6Ω
E = 12V
R2 = 3Ω
Gambar 14. Rangkaian paralel dengan 2 tahanan
Untuk menentukan besar tahanan dan arus totalnya adalah sebagai
berikut :
1
1
1
-------= ------ + -----R total R1
R2
1
1
------> Rtotal = ------ + -----6
3
1
1
2
-------= ------ + -----R total
6
6
3
------> Rtotal = -----6
17
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
R total
6
-------- = ------- ------> Rtotal = 2
1
3
Untuk menentukan besarnya arus yang mengalir pada masingmasing beban adalah sebagai berikut :
E
12
I1 = ------ -----> I1 = ------R1
6
-----> I1 = 2 amper
E
12
I2 = ------ -----> I2 = ------R2
6
-----> I2 = 4 amper
Untuk menentukan arus total yang mengalir pada rangkaian dapat
dilakukan dengan dua cara, yakni :
•
Cara pertama dengan menjumlahkan arus cabang
I total = I1 + I2 -----> I total = 2 + 4
•
-----> I total = 6 amper
Cara kedua dengan membagi tegangan dengan tahanan total
E
I total = ------R total
12
-----> I total = ------2
----> I total = 6 amper
3. Rangkaian campuran (Serie-paralel)
Gambar berikut merupakan gabungan dari rangkaian serie dan
paralel. Dalam hal ini tahanan yang bernilai 2 Ω dihubungkan serie
terhadap tahanan 6 Ω dan 3 Ω yang dirangkai secara paralel.
R1 = 2Ω
+
-
R2 = 6Ω
E = 12 V
R3 = 3Ω
Gambar 15. Rangkaian campuran dengan 3 tahanan
18
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Untuk menentukan besarnya tahanan total pada rangkaian
tersebut, pertama adalah menghitung tahanan yang dipasang
secara paralel (R2 dan R3), kemudian menjumlahkannya dengan
tahanan yang dipasang secara serie (R1).
Dari perhitungan, maka diperoleh :
Rtotal = R1 + Rp -----> Rtotal = 2 + 2
-----> Rtotal = 4
Dengan cara yang sama seperti sebelumnya maka arus total dapat
ditentukan sebagai berikut :
E
12
I total = -------- -----> I total = -----R total
4
-----> I total = 3 amper
Untuk menentukan besarnya arus yang mengalir pada rangkaian
cabang (R2 dan R3), pertama harus ditentukan dulu besar tegangan
diantara kedua titik sambungan pada rangkaian paralel. Caranya
adalah sebagai berikut :
VRp = I total X Rp
-----> VRp = 3 X 2
-----> VRp = 6 volt
Besar arus pada R2
VRp
6
IR2 = ------ ----> IR2 = -----R2
6
-----> IR2 = 1 amper
Besar arus pada R3
6
VRp
IR3 = ------ ----> IR3 = -----R3
3
-----> IR3 = 2 amper
Dengan cara demikian dapat dipastikan bahwa arus totalnya
adalah 3 amper sama dengan arus yang masuk melalui tahanan
serie.
19
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
C. Latihan
1. Sebutkan sifat-sifat rangkaian serie !
2. Sebutkan sifat-sifat rangkaian paralel !
3. Pada sebuah rangkaian campuran (serie-paralel), untuk
menentukan jumlah tahanan total pada rangkaiannya, pertama kali
adalah dengan menyelesaikan (menghitung) tahanan yang
dirangkai secara … .
D. Rangkuman
Pada dasarnya rangkaian kelistrikan dapat dibedakan dalam tiga
katagori yakni : rangkaian serie, rangkaian paralel, dan rangkaian
campuran (serie-paralel)
• Rangkaian serie terdiri dari beberapa tahanan (resistor) yang
dihubungkan satu sama lain secara berderet. Pada rangkaian serie
hanya terdapat satu jalur pengaliran arus listrik.
• Rangkaian paralel paling banyak digunakan dalam kelistrikan mobil.
Pada rangkaian paralel biasanya terdapat beberapa buah tahanan
yang dipasang secara berjajar.
• Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian serie
dan paralel.
Ketiga rangkaian di atas ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.
+
+
Serie
Paralel
+
Serie-paralel
20
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
E. Test
1. Bila tiga buah tahanan dihubungkan secara serie, maka tahanan
totalnya adalah :
a. Tetap
b. Bertambah
c. Berkurang
d. Tidak ada jawaban yang benar
2. Bila dua buah tahanan dihubungkan secara paralel, maka tahanan
totalnya adalah :
a. Tetap
b. Bertambah
c. Berkurang
d. Tidak ada jawaban yang benar.
3. Pada sebuah rangkaian terpasang lampu dengan tahanan 10 Ohm,
apabila sumber tegangannya 12 Volt, maka arus adalah … .
a. 0,6 amper
b. 1,2 amper
c. 2 amper
d. 22 amper
4. Pada rangkaian serie, arus yang mengalir pada tiap beban tahanan
adalah …
a. Sama dengan arus total.
b. Berbeda dengan arus total
c. Lebih besar dari arus total.
d. Tergantung pada tahanan masing-masing
5. Pada rangkaian paralel :
a. Arus yang mengalir pada setiap tahanan adalah sama
b. Besar arus yang mengalir pada masing-masing tahanan sama
besarnya dengan arus total.
c. Tegangan pada masing-masing tahanan berbeda tergantung
besarnya tahanan masing-masing.
d. Tegangan pada tiap tahanan sama besarnya dengan tegangan
sumber.
21
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
6. Dalam aplikasi pengukuran arus listrik, ampermeter harus dipasang
secara :
a. Paralel terhadap beban pada rangkaian
b. Serie terhadap beban pada rangkaian
c. Paralel terhadap sumber arus
d. Serie atau paralel
7. Besarnya tahanan total pada rangkaian paralel adalah :
a. Penjumlahan tahanan-tahanan yang dipasang pada rangkaian
b. Jumlahnya lebih besar dari tahanan terbesar pada rangkaian
c. Jumlahnya lebih kecil dari tahanan terkecil pada rangkaian
d. Jumlahnya sama dengan tahanan yang dirangkai secara serie
8. Pada pengukuran rangkaian serie, ada kalanya jumlah tegangan
pada beban tidak sama dengan tegangan sumber, hal ini dapat
disebabkan oleh …
a. Kapasitas baterai menurun
b. Baterai dalam keadaan rusak
c. Jenis tahanan pada beban berbeda
d. Sambungan pada tahanan kendor atau kotor
9. Sebuah rangkaian serie seperti ditunjukkan pada gambar berikut
ini, bila dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt, maka arus
yang mengalir pada tahanan masing-masing adalah … .
R1 = 1Ω
+
-
R2 = 7Ω
E = 12 V
a.
b.
c.
d.
8 amper
4 amper
1,5 amper
2/3 amper
10. Pada rangkaian paralel seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini,
bila tegangan batere 12 Volt maka arus yang mengalir pada R1
adalah …
22
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
+
-
E = 12V
Dasar-dasar Kelistrikan
R1 = 6 Ω
R2 = 4Ω
a.
b.
c.
d.
20 amper
12 amper
2 amper
1,2 amper
F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang sedang Anda pelajari merupakan pengetahuan pendukung
terhadap kompetensi “Memperbaiki Kerusakan pada Sistem Kelistrikan
Otomotif”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi :
Kompetensi utama
: 90% - 100%
Kompetensi pendukung : 75%-90&
Kompetensi pelengkap
: 60% - 75%
Maka standar minimal yang ditetapkan untuk penguasaan materi ini
adalah 75.
Bandingkan hasil jawaban tes Anda dengan kunci jawaban yang
terdapat pada bagian akhir bahan ajar ini, kemudian ukurlah hasil
penguasaan yang telah dicapai menggunakan rumus berikut :
Σ Jawaban benar
Tingkat penguasaan = -------------------------- X 100%
Σ Soal
Jika hasil yang diperoleh telah mencapai 75% atau lebih, maka Anda
telah menguasai materi yang dipelajari dan berhak melanjutkan
pembelajaran berikutnya dengan persetujuan guru pembimbing.
Namun jika hasil yang diperoleh belum mencapai 75% Anda masih
harus mengulangi atau mempelajari kembali bahan ajar ini.
23
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
G. Kunci Jawaban Latihan
1. Rangkaian serie mempunyai sifat sebagai berikut :
a. Arus yang mengalir pada tiap bagian rangkaian adalah sama
b. Tahanan total adalah jumlah seluruh tahanan pada rangkaian.
c. Tegangan sumber sama dengan jumlah tegangan pada setiap
bagian rangkaian tersebut.
2. Rangkaian paralel mempunyai beberapa sifat, antara lain :
a. Tegangan pada tiap-tiap tahanan sama dengan tegangan
sumber.
b. Besarnya arus yang mengalir pada tiap cabang berbeda, hal ini
tergantung besarnya tahanan yang dipasang dan besarnya arus
total sama dengan jumlah arus yang mengalir pada cabang
rangkaian
c. Tahanan total sama dengan jumlah kebalikan dari tahanan
bagian-bagian.
3. Paralel.
24
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
KEGIATAN BELAJAR 3 :
MAGNET DAN INDUKSI
A. Tujuan Khusus Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, peserta dapat :
1. Menjelaskan pengertian magnet tetap dan magnet buatan
2. Menjelaskan pengertian induksi elektromagnet
3. Menjelaskan pengertian induksi sendiri dan induksi mutual.
B. Materi Pembelajaran
1. Magnet
Potongan-potongan besi yang didekatkan pada sebuah magnet
akan tertarik dan menempel pada magnet tersebut. Potonganpotongan besi tersebut cenderung untuk menempel pada kutubkutub magnet, karena kutub-kutub magnet inilah yang mempunyai
daya tarik yang paling kuat.
U
S
Gambar 16. Potongan besi menempel pada kutub magnet
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa logam yang dapat
menarik potongan besi disebut magnet.
Secara garis besar magnet dibedakan dalam dua katagori, yakni
magnet tetap (permanent) dan magnet tidak tetap (remanent).
a. Magnet tetap (permanent)
Magnet ini diperoleh dari alam berupa bahan-bahan sejenis
batu yang disebut lodstone. Perbedaan dengan bahan bukan
magnet adalah terletak pada sifat atomnya. Pada bahan
magnet, garis edar elektron pada atom yang satu dan lainnya
membentuk formasi yang sejajar dan selalu tetap. Sedangkan
pada bahan bukan magnet, arah garis edar elektron pada tiap
atomnya tidak teratur.
25
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
b. Magnet tidak tetap (remanent)
Magnet ini dibuat dari bahan besi atau baja. Untuk membuatnya
menjadi magnet diperlukan pengaruh medan magnet dari luar.
Medan magnet akan mempengaruhi arah edar elektron menjadi
teratur seragam pada satu arah saja. Hasilnya besi tersebut
akan menjadi magnet.
Bila ditinjau menurut bentuknya, maka magnet dapat dibedakan
dalam 3 jenis yakni magnet batang, magnet bentuk U (tapal kuda),
dan magnet jarum.
U
U
S
Magnet batang
S
U
S
Magnet “U”
Magnet jarum
Gambar 17. Jenis-jenis magnet
2. Sifat-sifat magnet
Magnet mempunyai beberapa sifat khusus sebagai berikut :
a. Menarik logam yang ada disekitarnya.
b. Pada magnet jarum, kutub utara selalu menunjuk ke arah utara
dan kutub selatan menunjuk ke arah selatan selama tidak ada
pengaruh dari luar.
c. Apabila dua kutub yang senama didekatkan maka akan saling
tolak-menolak, sebaliknya kutub yang tidak senama akan saling
tarik menarik.
d. Kekuatannya akan berkurang apabila dipanaskan atau dipukulpukul.
S
U
U
S
Gambar 18. Kutub magnet senama akan tolak-menolak
26
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
U
U
S
S
Gambar 19. Kutub magnet tidak senama akan tarik-menarik
3. Elektromagnet
Apabila sebuah penghantar dialiri arus listrik, maka sepanjang
penghantar tersebut akan dikelilingi lingkaran garis gaya magnet.
Garis gaya magnet di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik
dapat ditunjukkan dengan cara menempatkan sepotong karton
memotong kawat secara tegak lurus, kemudian taburkan serbuk
besi di atas karton. Apabila arus listrik dialirkan pada penghantar
tersebut, maka serbuk besi akan membentuk lingkaran yang
menandakan terdapat garis gaya magnet di sekitar penghantar.
Garis gaya
magnet
Arus
+
Penghantar
Gambar 20. Garis gaya magnet mengelilingi penghantar
yang dialiri arus listrik
Untuk memudahkan penentuan arah garis gaya magnet di sekitar
penghantar digunakan kaidah tangan kanan. Dalam hal ini ibu jari
menunjukkan arah arus dan keempat jari lainnya menunjukkan arah
gerak magnetis.
27
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Gambar 21. Kaidah tangan kanan
Hubungan antara arah arus dan gerak magnetis pada penghantar
diperlihatkan pada gambar berikut ini :
⊗
Arah arus menjauh
Flux
magnet
Arah arus mendekat
Gambar 22. Hubungan arah arus dan gerak magnetis
Bila sebuah penghantar yang dialiri arus berupa gulungan. Maka
gulungan tersebut akan membentuk garis gaya magnet yang
banyak dengan arah yang sama, sehingga membentuk magnet
yang kuat.
Arus
Gambar 23. Garis gaya magnet pada sebuah gulungan
28
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Apabila pada gulungan tersebut diberi inti besi maka kekuatan
magnet akan menyatu sehingga kemagnetan semakin kuat.
U
S
Gambar 24. Elektromagnet
4. Gaya elektromagnet
Yang dimaksud dengan gaya elektromagnet adalah gaya yang
bekerja pada penghantar ketika dialiri arus listrik dan berada di
dalam medan magnet. Gaya elektromagnet ini diterapkan
diantaranya pada motor starter, motor wiper dan sebagainya.
Prinsip terjadinya gaya elektromagnet adalah sebagai berikut :
Bila sebuah penghantar yang dialiri aris listrik diletakkan diantara
dua kutub magnet, maka penghantar tersebut akan terlempar pada
salah satu sisi (ke arah kanan pada gambar), hal ini dikarenakan
pada satu sisi terdapat gaya magnet yang saling memperkuat
karena gaya-gayanya searah dan di sisi lain gaya-gaya tersebut
saling menetralisir (saling melemahkan) karena berlawanan arah.
Akibatnya penghantar akan terdorong ke arah dimana gaya magnet
saling berlawanan.
U
U
U
S
S
S
Arah
gerakan
penghantar
+
Gambar 25. Arah gaya electromagnet
29
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
5. Induksi elektromagnet
Apabila sebuah penghantar digerakkan memotong medan magnet,
maka pada penghantar tersebut akan terbangkit arus listrik.
Peristiwa ini biasa disebut induksi elektromagnet. Seperti
diperlihatkan pada gambar berikut, sebuah penghantar dengan
inisial ujung-ujungnya A dan B digerakkan memotong garis gaya
magnet, bila gerakan dilakukan ke arah kiri maka pada penghantar
akan mengalir arus listrik dengan arah dari B ke A yang kemudian
dialirkan ke lampu dan kembali ke titik B.
Arah gerakan
U
B
U
Arah
gerakan
penghantar
A
S
S
Lampu
Arah arus
Gambar 26. Terbangkitnya arus induksi
Ketika gerakan penghantar dilakukan kebalikannya, maka arah
arus listrik yang dibangkitkan juga akan terbalik, dan bila gerakan
ini dilakukan berulang-ulang secara terus-menerus maka pada
penghantar akan timbul arus bolak-balik.
a. Induksi sendiri (self induction)
Induksi sendiri adalah timbulnya tegangan listrik pada suatu
kumparan apabila terjadi perubahan arah arus atau terhentinya
aliran arus listrik. Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa
timbulnya arus listrik dapat disebabkan oleh adanya
perpotongan garis gaya magnet dengan penghantar
(kumparan), fenomena ini sulit dijelaskan, tetapi sudah diterima
kebenarannya sebagai hukum alam yang sangat penting
khususnya untuk menjelaskan kejadian-kejadian pada suatu
kawat yang dialiri arus listrik, dalam hal ini apabila kuat arusnya
30
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
berubah maka medan magnet yang dihasilkan juga akan
mengembang atau mengecil dan memotong kawat itu sendiri
sehingga timbul gaya gerak listrik pada kawat tersebut. Kejadian
inilah yang disebut induksi sendiri.
Saklar
+
-
Kumparan
Batere
Gambar 27. Induksi sendiri
b. Induksi mutual (mutual induction)
Induksi mutual pada dasarnya sama dengan induksi sendiri,
tetapi kejadian timbulnya induksi mutual adalah antara satu
kumparan dengan kumparan lainnya. Dalam hal ini kedua
kumparan tersebut tidak saling berhubungan satu sama lain.
Saklar
Kumparan
primer
+
-
Kumparan
sekunder
Batere
Gambar 28. Induksi mutual
Pada gambar di atas ditunjukkan, ketika arus listrik dialirkan
pada kumparan primer maka kumparan tersebut akan
membangkitkan garis gaya magnet yang mengelilingi kedua
kumparan. Apabila arus listrik tersebut diputuskan, maka
kemagnetan akan menyusut menjadi nol.
31
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Saat penyusutan garis gaya magnet inilah pada kedua
kumparan (kumparan primer dan sekunder) terbangkit arus
listrik, pembangkitan arus listrik ini terjadi secara bersamaan.
Dengan demikian proses pembangkitan arus listrik seperti ini
disebut induksi bersama (induksi mutual). Proses induksi
mutual ini diantaranya diaplikasikan pada koil pengapian.
C. Latihan
1. Logam yang bisa menarik bahan logam lainnya biasa disebut … .
2. Sebutkan dua jenis magnet yang biasa digunakan sehari-hari !
3. Ditinjau dari bentuknya magnet dapat dibedakan menjadi tiga jenis,
antara lain …
4. Sebutkan sifat-sifat magnet !
5. Apa yang dimaksud dengan elektromagnet ?
6. Apa yang dimaksud dengan induksi elektromagnet ?
D. Rangkumam
•
Secara garis besar magnet dibedakan dalam dua katagori, yakni
magnet tetap (permanent) dan magnet tidak tetap (remanent).
•
Bila ditinjau menurut bentuknya, maka magnet dapat dibedakan
dalam 3 jenis yakni magnet batang, magnet bentuk U (tapal kuda),
dan magnet jarum.
•
Magnet mempunyai beberapa sifat khusus sebagai berikut :
a. Menarik logam yang ada disekitarnya.
b. Pada magnet jarum, kutub utara selalu menunjuk ke arah utara
dan kutub selatan menunjuk ke arah selatan selama tidak ada
pengaruh dari luar.
c. Apabila dua kutub yang senama didekatkan maka akan saling
tolak-menolak, sebaliknya kutub yang tidak senama akan saling
tarik menarik.
•
Elektromagnet adalah proses terbangkitnya garis gaya magnet
yang disebabkan oleh adanya aliran listrik pada sebuah
penghantar.
32
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
•
Gaya elektromagnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh adanya
kekuatan magnet dari dua komponen yang berbeda, gaya
elektromagnet biasanya diaplikasikan pada motor-motor listrik.
•
Induksi elektromagnet adalah terbangkitnya aliran listrik yang
disebabkan oleh adanya perpotongan antara garis gaya magnet
dengan penghantar atau kumparan. Induksi elektromagnet ini
biasanya diaplikasikan pada pembangkit listrik seperti generator,
koil pengapian, dan lain-lain.
E. Test
1. Faktor yang mempengaruhi kuat medan magnet adalah :
a. Jumlah lilitan dan besar arus
b. Diameter kawat dan besar arus
c. Jumlah lilitan, besar arus, dan inti kumparan
d. Besar arus dan inti kumparan
2. Induksi listrik dihasilkan melalui :
a. Adanya aliran listrik pada kumparan
b. Adanya perpotongan medan magnet dengan kumparan
c. Adanya kutub magnet yang saling tarik menarik
d. Adanya kumparan yang didekatkan pada inti magnet
3. Apabila kutub magnet yang senama didekatkan, maka reaksi yang
terjadi adalah :
a. Saling tolak menolak
b. Saling tarik menarik
c. Tidak ada reaksi
d. Saling menetralisir kekuatan magnet
4. Induksi elektromagnet adalah … .
a. aliran listrik pada sebuah penghantar
b. listrik yang dibangkitkan karena adanya perpotongan medan
magnet dengan penghantar
c. listrik yang dibangkitkan karena adanya kumparan yang
didekatkan pada medan magnet yang kuat
d. medan magnet yang timbul karena adanya aliran listrik pada
penghantar
33
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
5. Magnet yang biasa digunakan untuk penunjuk arah adalah magnet
berbentuk …
a. Batang
b. Hufuf “U”
c. Jarum
d. Silinder
6. Magnet permanent adalah … .
a. magnet yang dihasilkan oleh adanya aliran listrik pada
kumparan
b. magnet yang tercipta secara alami
c. magnet yang dihasilkan karena gosokan antara besi biasa dan
besi yang mengandung magnet
d. magnet yang sifatnya sementara
7. Efek dari gaya elektromagnet diterapkan pada beberapa komponen
otomotif, satu diantaranya adalah … .
a. generator DC
b. motor starter
c. regulator
d. relay lampu kepala
8. Aplikasi dari efek induksi elektromagnet yang pada komponen
otomotif adalah … .
a. koil pengapian
b. relay lampu kepala
c. motor starter
d. klakson
9. Pada gambar berikut ini, penghantar akan bergerak ke arah … .
U
a.
b.
c.
d.
kanan
kiri
atas
bawah
a.
S
34
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
10. Salah satu sifat magnet adalah … .
a. magnet yang senama akan tarik menarik
b. magnet yang tidak senama akan tarik menarik
c. bila dipanaskan kekuatannya akan bertambah
d. pada magnet jarum, kutub selatan akan menunjuk ke utara dan
kutub utara akan menunjuk ke selatan
F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang sedang Anda pelajari merupakan pengetahuan pendukung
terhadap kompetensi “Memperbaiki Kerusakan pada Sistem Kelistrikan
Otomotif”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi :
Kompetensi utama
: 90% - 100%
Kompetensi pendukung : 75%-90&
Kompetensi pelengkap
: 60% - 75%
Maka standar minimal yang ditetapkan untuk penguasaan materi ini
adalah 75.
Bandingkan hasil jawaban tes Anda dengan kunci jawaban yang
terdapat pada bagian akhir bahan ajar ini, kemudian ukurlah hasil
penguasaan yang telah dicapai menggunakan rumus berikut :
Σ Jawaban benar
Tingkat penguasaan = -------------------------- X 100%
Σ Soal
Jika hasil yang diperoleh telah mencapai 75% atau lebih, maka Anda
telah menguasai materi yang dipelajari dan berhak melanjutkan
pembelajaran berikutnya dengan persetujuan guru pembimbing.
Namun jika hasil yang diperoleh belum mencapai 75% Anda masih
harus mengulangi atau mempelajari kembali bahan ajar ini.
35
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
G. Kunci Jawaban Latihan
1. Magnet.
2. Magnet yang biasa dipakai sehari-hari adalah magnet permanent
dan magnet remanent
3. Tiga jenis bentuk magnet antara lain magnet batang, magnet “U”,
dan magnet jarum
4. Sifat-sifat magnet antara lain :
a. Menarik logam yang ada disekitarnya.
b. Pada magnet jarum, kutub utara selalu menunjuk ke arah utara
dan kutub selatan menunjuk ke arah selatan selama tidak ada
pengaruh dari luar.
c. Apabila dua kutub yang senama didekatkan maka akan saling
tolak-menolak, sebaliknya kutub yang tidak senama akan saling
tarik menarik.
d. Kekuatannya akan berkurang apabila dipanaskan atau dipukulpukul.
5. Elektromagnet adalah timbulnya kekuatan magnet yang diakibatkan
oleh adanya aliran listrik pada sebuah penghantar atau kumparan.
6. Yang dimaksud dengan induksi elektromagnet adalah tibulnya gaya
gerak listrik (arus listrik) yang disebabkan oleh adanya perpotongan
medan magnet dengan sebuah penghantar atau kumparan.
36
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
KEGIATAN BELAJAR 4 :
PENGUJIAN RANGKAIAN LISTRIK, MAGNET
DAN INDUKSI LISTRIK.
A. Tujuan Khusus Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 4, peserta dapat :
1. Membuktikan hukum Ohm.
2. Membuktikan magnet dan elektromagnet
3. Membuktikan induksi listrik
B. Materi Pembelajaran
1. Petunjuk Pelaksanaan Praktik
Untuk menghindari terjadinya kecelakaan, ada beberapa hal yang
harus diperhatikan, antara lain :
a. Gunakan peralatan sesuai dengan fungsinya masing-masing.
b. Teliti kembali rangkaian sebelum sumber arus listrik
dihubungkan.
c. Hindarkan terjadinya hubungan singkat.
2. Alat/bahan yang diperlukan
a. Batere
b. AVO meter
c. Amper meter
d. Tahanan (bola lampu) dalam berbagai ukuran
e. Magnet permanent
f. Kompas
g. Saklar
h. Kumparan yang dililitkan pada inti besi
i. Lampu pilot (jenis neon)
3. Percobaan 1 : Pembuktian hukum Ohm
a. Percobaan rangkaian serie
1) Buat rangkaian kelistrikan dengan memasang dua buah
tahanan seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.
37
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
V1
It
R1 = 10Ω
A
Saklar
+
R2 = 2Ω
E = 12 V
-
V2
Gambar 29. Percobaan rangkaian serie
2) Sebelum rangkaian dioperasikan, periksa kembali rangkaian
tersebut untuk meyakinkan kebenarannya.
3) Hubungkan saklar dan periksa besar arus yang ditunjukkan
pada amper meter serta besarnya tegangan yang
ditunjukkan pada volt meter.
4) Masukkan data hasil pengukuran pada table berikut.
E sumber
V1
V2
It
Keterangan
5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara
teoritis.
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
38
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
b. Percobaan rangkaian paralel
1) Buat rangkaian dengan tiga buah tahanan seperti gambar
berikut.
R1 = 4 Ω
A1
R2 = 6 Ω
A2
A
R3 = 8 Ω
A3
It
+
-
E = 12 V
Gambar 30. Percobaan rangkaian paralel
2) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan ke
sumber arus listrik.
3) Hubungkan saklar dan periksa penunjukkan amper meter .
4) Masukkan data hasil pengukuran pada tabel berikut.
E sumber
A1
A2
A3
It
Keterangan
5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara
teoritis.
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
39
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
c. Percobaan rangkaian campuran
1) Buat rangkaian ketiga seperti ditunjukkan pada gambar
berikut.
V2
R2 = 4Ω
V1
A1
R1 = 8Ω
R3 = 4Ω
A2
Saklar
+
A3
-
E = 12 V
Gambar 31. Percobaan rangkaian serie-paralel
2) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan ke
sumber arus listrik.
3) Hubungkan saklar dan periksa penunjukkan amper meter
dan volt meter.
4) Masukkan data hasil pengukuran pada tabel berikut.
E sumber
V1
V2
A1
A2
A3
Keterangan
5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara
teoritis.
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
40
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
4. Percobaan 2 : Pembuktian magnet dan elektromagnet
a) Pembuktian magnet permanent
1) Sediakan beberapa batang magnet
2) Tentukan kutub magnetnya dengan menggunakan kompas
(magnet jarum).
S
U
S
U
Gambar 32. Menentukan kutub magnet
3) Dekatkan dua buah kutub magnet yang senama, perhatikan
reaksi yang terjadi
4) Dekatkan dua buah kutub magnet yang tidak senama,
perhatikan reaksi yang terjadi
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
b) Pembuktian elektromagnet
1) Siapkan sebuah kumparan yang dililitkan pada inti besi.
2) Hubungkan kumparan tersebut dengan sebuah tahanan
seperti diperlihatkan pada gambar berikut.
Saklar
Tahanan
Inti besi
+
-
Kumparan
Batere
Gambar 33. Pembuktian elektromagnet
41
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
3) Periksa rangkaian sebelum saklar dihubungkan untuk
meyakinkan bahwa rangkaian sudah benar.
4) Hubungkan saklar dan periksa kemagnetan pada kumparan
dengan cara mendekatkan sepotong besi, perhatikan reaksi
yang terjadi.
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
5. Percobaan 3 : Pembuktian induksi listrik
a) Pembuktian induksi sendiri
1) Siapkan sebuah kumparan dengan inti besi, lampu pilot,
saklar, kabel penghubung, dan batere.
2) Buat rangkaian seperti di bawah ini.
Saklar
Inti besi
Lampu pilot
+
-
Kumparan
Batere
Gambar 34. Pembuktian induksi sendiri
3) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan.
4) Hubungkan saklar, inti kumparan harus menjadi magnet.
5) Matikan saklar, perhatikan lampu pilot saat saklar dimatikan
(sesaat lampu akan menyala lebih terang karena adanya
arus induksi)
42
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
b) Pembuktian induksi mutual
1) Siapkan dua buah kumparan yang dililitkan pada sebuah inti
besi, saklar, batere, dan ampermeter.
2) Hubungkan kumparan dan ampermeter tersebut seperti
diperlihatkan pada gambar.
Kumparan primer
Kumparan sekunder
Saklar
+
A
E = 12 V
Gambar 35. Pembuktian induksi mutual
3) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan.
4) Hubungkan saklar, perhatikan jarum pada ampermeter.
Ketika saklar dihubungkan, jarum ampermeter akan
bergerak ke kiri atau ke kanan tergantung arah lilitan dengan
penunjukan arus yang kecil. Apabila saklar diputuskan maka
ampermeter akan bergerak dengan penunjukan arus yang
lebih besar dengan arah gerakan jarum berlawanan dari
gerakan pertama.
43
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
Kesimpulan :
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
C. Test
1. Buat rangkaian serie dengan dua buah tahanan dan ukur arus total
yang mengalir pada rangkaian tersebut serta tegangan yang
diserap oleh masing-masing tahanan.
2. Buat rangkaian paralel dengan tiga buah tahanan, periksa arus
total yang mengalir pada rangkaian dan arus yang mengalir pada
masing-masing tahanan.
3. Buat rangkaian campuran(serie-paralel) dengan tiga buah tahanan,
ukur besarnya tegangan pada tahanan serie dan tahanan paralel
serta besarnya arus total dan arus cabang pada rangkaian paralel.
4. Lakukan pembuktian sifat-sifat pada magnet permanent yang
didahului dengan menentukan kutub magnet !
5. Lakukan percobaan pembuktian elektromagnet
pada sebuah
kumparan !
6. Lakukan percobaan pembuktian induksi sendiri pada sebuah
kumparan !
7. Lakukan percobaan pembuktian induksi mutual pada dua buah
kumparan yang dililitkan pada satu inti besi !
44
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
DATA HASIL PRAKTIK KEGIATAN BELAJAR 4
1. Data hasil pengujian rangkain serie.
V1
V2
E sumber
It
Keterangan
Kesimpulan :
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
2. Data hasil pengujian rangkaian paralel.
A1
A2
A3
It
E sumber
Keterangan
Kesimpulan :
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
3. Data hasil pengujian rangkaian serie-paralel
V2
A1
A2
A3
Keterangan
E sumber V1
Kesimpulan :
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
4. Kesimpulan pembuktian magnet permanent.
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
45
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
5. Kesimpulan pembuktian elektromagnet.
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
6. Kesimpulan pembuktian induksi sendiri.
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
7. Kesimpulan pembuktian induksi mutual.
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
46
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
LEMBAR PENILAIAN PROSES DAN PRODUK/JASA
No.
I
Komponen
Persiapan
• Alat
• Bahan
Sub Komponen
Pencapaian
Kriteria
Ya
• AVO meter
• Avo meter yang disiapkan diperiksa
jumlah dan kondisinya sesuai
keperluan praktik.
• Amper meter
• Amper meter yang disiapkan
diperiksa jumlah dan kondisinya
sesuai dengan keperluan praktik
• Kompas
• Kompas diperiksa kondisinya
sesuai keperluan praktik
• Magnet
permanent
• Magnet permanent disiapkan sesuai
dengan jumlah dan jenisnya
• Batere
• Kondisi batere diperiksa terhadap
tegangan, kapasitas dan
kondisinya.
• Saklar
• Saklar disiapkan sesuai keperluan
praktik
48
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Tdk
Keterangan
Diklat Mekanik Otomotif 1
II
Pelaksanaan :
• Jenis Kegiatan
(kompetensi)
Dasar-dasar Kelistrikan
• Kumparan yang
dililitkan pada inti
besi
• Tahanan (bola
lampu) dalam
berbagai ukuran
• Kumparan disiapkan sesuai
keperluan praktik
• Lampu pilot
(jenis neon)
• Lampu pilot diperiksa kondisinya
sesuai keperluan praktik
• Percobaan
rangkaian serie
• Dua buah tahanan tahanan
dirangkai secara serie dan
dihubungkan dengan saklar dan
sumber tegangan
• Arus diperiksa menggunakan
ampermeter
• Tegangan diperiksa menggunakan
voltmeter
• Hasil pengukuran disimpulkan
dengan benar
• Percobaan
rangkaian parallel
• Tiga buah tahanan dirangkai secara
parallel dihubungkan dengan saklar
dan sumber tegangan
• Arus total pada rangkaian diperiksa
menggunakan ampermeter
• Tahanan (bola lampu) diperiksa
kondisi dan jumlahnya sesuai
keperluan praktik
49
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
• Arus pada tiap cabang rangkaian
diperiksa menggunakan
ampermeter
• Hasil pengukuran disimpulkan
dengan benar
• Percobaan
rangkaian
campuran
• Tiga buah tahanan dirangkai secara
parallel dihubungkan dengan saklar
dan sumber tegangan
• Arus total pada rangkaian diperiksa
menggunakan ampermeter
• Arus pada tiap cabang rangkaian
diperiksa menggunakan
ampermeter
• Hasil pengukuran disimpulkan
dengan benar
• Tegangan pada rangkaian seri
diperiksa menggunakan AVO meter
yang dipasang secara paralel
• Tegangan pada rangkaian paralel
diperiksa menggunakan AVO meter
yang dipasang secara paralel
• Arus total diperiksa menggunakan
ampermeter yang dipasang secara
serie
• Arus cabang diperiksa
50
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
menggunakan ampermeter yang
dipasang secara serie
• Kesimpulan diambil dengan cara
membandingkan hasil perhitungan
teoritis dan hasil pengukuran
• Pembuktian
• Sifat-sifat magnet dibuktikan
magnet permanent
dengan cara mendekatkan magnet
satu sama lain
• Kesimpulan diambil sesuai hasil
praktik
• Pembuktian
elektromagnet
• Kumparan dihubungkan dengan
sumber tegangan dengan
tambahan resistor (tahanan)
• Kesimpulan diambil sesuai hasil
praktik
• Pembuktian
induksi sendiri
• Kumparan dan lampu pilot
dihubungkan dengan sumber
tegangan
• Saklar rangkaian dioperasikan
(on/off) sambil memperhatikan
nyala lampu pilot
• Kesimpulan diambil sesuai hasil
pengamatan selama praktik
• Dua buah kumparan yang dililitkan
51
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
• Pembuktian
induksi mutual
pada satu inti dihubungkan dengan
sumber tegangan dan ampermeter
sesuai keperluan pengujian induksi
mutual
• Saklar dioperasikan (on/off) sambil
memperhatikan gerakan
ampermeter
• Kesimpulan diambil sesuai hasil
pengamatan selama praktik
• Pelaksanaan praktik dilakukan
dengan cermat dan teliti
• Sikap Kerja
• Sikap dalam
bekerja
• Keselamatan
Kerja
• Memperhatikan
keselamatan kerja
• Pelaksanaan praktik dilakukan
dengan memperhatikan
keselamatan diri dan peralatan
yang digunakan
• Waktu
• Penggunaan
waktu
• Pekerjaan dilaksanakan sesuai
waktu yang disediakan
52
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
III
Hasil :
• Ukuran dan
kualitas
Dasar-dasar Kelistrikan
• Pembuatan
rangkaian serie,
paralel, dan
campuran
• Ketiga jenis rangkaian dibuat sesuai
kaidah rangkaian kelistrikan
• Pembuatan
rangkaian
pembuktian
elektromagnet
• Rangkaian pembuktian
elektromagnet dibuat sesuai kaidah
yang berlaku
• Pembuatan
rangkaian induksi
elektromagnet
• Rangkaian pembuktian induksi
elektromagnet dibuat sesuai kaidah
yang berlaku
• Pembacaan alat
ukur
• Pembacaan alat ukur sesuai
dengan petunjuk pada buku manual
53
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
D. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang sedang Anda pelajari merupakan subkompetensi
“Memahami Azas-azas Kelistrikan” pada kompetensi “Menguasi Dasar
Kelistrikan”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi,
maka standar penilaiannya seperti ditetapkan dalam kriteria lembar
penilaian.
Ukurlah hasil latihan Anda sesuai dengan kriteria yang telah
ditetapkan. Jika masing-masing subkomponen telah mencapai kriteria.
Anda dinyatakan berhasil dan berhak mempelajari bahan ajar
berikutnya. Tetapi jika masih ada sobkomponen yang masih belum
mencapai kriteria Anda harus mengulang kembali subkomponen
tersebut hingga berhasil.
54
Disiapkan Oleh : Sumarsono
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...
DAFTAR ISI … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
PENDAHULUAN
A. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar … … … … … … … … … … … ...
B. Deskripsi Modul … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
C. Prasyarat … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
D. Tujuan Umum Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … …
KEGIATAN BELAJAR 1 : LISTRIK DAN HUKUM OHM
A. Tujuan Khusus Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … ..
B. Materi Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
1. Macam-macam listrik … … … … … … … … … … … … … … … …
2. Arus, tegangan, dan tahanan listrik … … … … … … … … … …
3. Hukum OHM … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … …
G. Kunci Jawaban Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … ..
KEGIATAN BELAJAR 2 : RANGKAIAN LISTRIK
A. Tujuan Khusus Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … ...
B. Materi Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
1. Rangkaian serie … … … … … … … … … … … … … … … … … … .
2. Rangkaian parallel … … … … … … … … … … … … … … … … …
3. Rangkaian campuran (serie-paralel) … … … … … … … … … .
C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … …
G. Kunci Jawaban Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … ..
KEGIATAN BELAJAR 3 : MAGNET DAN INDUKSI
A. Tujuan Khusu Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … .
B. Materi Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
1. Magnet … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
2. Sifat-sifat magnet … … … … … … … … … … … … … … … … … .
3. Electromagnet … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
4. Gaya electromagnet … … … … … … … … … … … … … … … … .
5. Induksi elektromagnet … … … … … … … … … … … … … … … ..
i
ii
1
2
2
2
3
3
5
6
9
10
11
11
13
14
15
15
15
17
18
20
20
21
23
24
25
25
25
26
27
29
30
55
Disiapkan Oleh : Sumarsono
ii
Diklat Mekanik Otomotif 1
Dasar-dasar Kelistrikan
C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
F. Umpan Balik … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .
G. Kunci Jawaban Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … ..
KEGIATAN BELAJAR 4 : PENGUJIAN RANGKAIAN LISTRIK,
MAGNET, DAN INDUKSI LISTRIK
A. Tujuan Khusu Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … .
B. Materi Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … … … … ..
1. Petunjuk pelaksanaan praktik … … … … … … … … … … … … .
2. Alat/bahn yang diperlukan … … … … … … … … … … … … … ...
3. Percobaan 1 : Pembuktian hokum OHM … … … … … … … ...
4. Percobaan 2 : Pembuktian magnet dan electromagnet … .
5. Percobaan 3 : Pembuktian induksi listrik … … … … … … … .
C. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
LEMBAR PENILAIAN PROSES DAN PRODUK/JASA
D. UMPAN Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … ..
Disiapkan Oleh : Sumarsono
iii
32
32
33
35
36
37
37
37
37
37
41
42
44
48
54
56